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Bachelor-/ Masterarbeiten

20170329_084337

Aktive Gegenkopplung zur Reduktion elektromagnetischer Störungen von leistungselektronischen Systemen (MA/BA)

Betreuer: M. Sc. Andreas Bendicks

Die fortschreitende Elektrifizierung des Automobils erfordert aufgrund des komplexen Bordnetzsystems den Einsatz verschiedenster leistungselektronischer Konverter. Zur Vermeidung der Störung der anderen Bordnetzkomponenten ist der Störemission der Konverter besondere Aufmerksamkeit zu widmen. In diesem Rahmen werden am Arbeitsgebiet Bordsysteme innovative Methoden zur aktiven Gegenkopplung untersucht, welche im Vergleich zu passiven Lösungen bauraumreduzierte Systeme ermöglichen.

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Frequenzbereichsanalysen im Bereich Bordnetzmonitoring und Fehlerdiagnose

Betreuer: M. Sc. Michael Kiffmeier

Verschiedene Veränderungen in Kfz-Bordnetzen, z.B. durch Fehler, können Auswirkungen auf die dynamischen Eigenschaften haben. Diese Eigenschaften können auch im Frequenzbereich untersucht werden. In einer Abschlussarbeit sollen die Potentiale und Grenzen der Frequenzbereichsanalyse mit Fokus auf Fehler im Kfz-Energiebordnetz untersucht werden.

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Aufbau eines Laborbordnetzdemonstrators mit dem Ziel der realen Fehlereinspeisung

Betreuer: M. Sc. Michael Kiffmeier

Für Nachweise grundsätzlicher Funktionalitäten von verschiedenen Methoden und Algorithmen zur Fehlerdiagnose sind realistische Laborbordnetzaufbauten wichtig. In einer Abschlussarbeit soll ein Laborbordnetz mit verschiedenen Freiheitsgraden aufgebaut werden. Hieran sollen exemplarische Tests durchgeführt werden (Fahr-/Verbraucherszenarien). Es müssen Steuergeräte aufgebaut werden, die sowohl über Messtechnik als auch über Kommunikationsmöglichkeiten verfügen (Hardware/Mikrocontroller/CAN). Entsprechende Schnittstellen zu Programmierplattformen, wie z.B. Matlab, würden einen sauberen und fehlerfreien Prozess bei verschiedenen Algorithmustests gewährleisten. Eine Einspeisung verschiedener Fehler und die messtechnische Auswertung können ebenfalls einen Teil der Abschlussarbeit ausmachen.

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BA_MA_Intelligente_Sicherung

Intelligente Absicherung des Kfz-Bordnetzes

Betreuer: M. Sc. Selcuk Önal

Aufgrund von nicht optimalem Auslöseverhalten der aktuell in Fahrzeugen eingesetzten konventionellen Schmelzsicherungen in Bezug auf Leitungen sind bei zukünftigen Kfz-Bordnetzen intelligente Absicherungsmechanismen vorgesehen. Durch unterschiedliche Halbleiterschaltungen können so neben der Selbstdiagnose auch andere Aufgaben wie Ansteuerung von Lasten und Überwachung von Teilbordnetzen gewährleistet werden. Durch geeignete Ansteuerungsverfahren kann somit ebenfalls eine optimale Querschnittdimensionierung von Leitungen unter Berücksichtigung der Last erreicht werden, indem der Strom durch die betroffene Leitung erst kurz vor dem Erreichen ihrer kritischen Temperatur unterbrochen wird.

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Konzept_Stromidentifikation.jpg

Rekonstruktion der Stromverteilung auf Leiterplatten anhand von phasenlosen Nahfelddaten

Betreuer: M. Sc. Robert Nowak

Die Untersuchung und Bewertung der Störaussendung von elektronischen Systemen ist eine notwendige Analyse EMV-Verhaltens. Für diesen Zweck können Nahfeldscanverfahren verwendet werden. Hierbei wird das magnetische bzw. elektrische Feld in der unmittelbaren Nähe der untersuchten Komponente gemessen und mit verschiedenen Methoden ausgewertet, um Aussagen über die Störemission der untersuchten Komponente zu treffen. Ein vielversprechender Ansatz hierbei ist die Rekonstruktion der tatsächlichen Stromverteilung. Hiermit ist es möglich konkrete Störquellen zu lokalisieren.

Die bestehenden Methoden sind in der Lage die Stromverteilungen für komplexere Leiterplatten im Frequenzbereich zu bestimmen, sofern das magnetische Nahfeld durch Amplitude und Phase bekannt ist. Die messtechnische Erfassung der Phase ist jedoch häufig schwierig und in der Regel ungenau. Dies motiviert die Weiterentwicklung der bestehenden Methoden, so dass diese auch für phasenlose Nahfelddaten die Stromverteilung von Platinen gut rekonstruieren. In dieser Arbeit sollen hierzu verschiedene Ansätze implementiert, untersucht und evaluiert werden.

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Modellbasierte Fehlerdiagnose in Kfz-Energiebordnetzen

Betreuer: M. Sc. Michael Kiffmeier

Besonders für dynamische, aber auch für statische Systeme, lassen sich durch systematische Anwendung verschiedener Methoden aus dem Bereich der Systemidentifikation Frameworks definieren. Kfz-Bordnetze können in einer Gesamtsystembetrachtung in solche Frameworks eingebunden werden, wobei z.B. Spannungsmesswerte von Steuergeräten oder intelligenten Sicherungen als Systeminput verstanden werden können und der Systemoutput mit Strommesswerten aus dem Bordnetz verglichen werden kann. Den unbekannten Teil des Systems stellt im Rahmen einer Fehlerdiagnose ein zufälliger Fehler dar. Die Fehlerart und der Fehlerort können grundsätzlich beliebig sein. Im Rahmen einer Abschlussarbeit sollen verschiedene Verfahren aus der modellbasierten Fehlerdetektion auf das System Bordnetz angewendet werden. Eine prinzipielle Beobachtbarkeit besonderer Systemänderungen (Fehlerfälle) kann untersucht und für verschiedene Rahmenbedingungen (Sensorverfügbarkeit/Sensorauflösung) verglichen werden. So können online-Verfahren auf der Basis von Parameteridentifikationsmethoden oder Beobachtern aufgebaut werden.

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Lichtbogendetektion im Kfz-Energiebordnetz

Betreuer: M. Sc. Michael Kiffmeier

Durch die Einführung von 48 V Kfz-Bordnetzen wurden neue Fehlerszenarien relevant. Ein Szenario, welches in besonderem Maße kritisches Potential aufweist, ist das Lichtbogenszenario. Lichtbögen bestehen aus sehr heißem Plasma und bergen daher die Gefahr, dass sich verschiedene Komponenten in der Nähe des Lichtbogenfehlers entzünden, sodass im schlimmsten Fall ein Fahrzeugbrand nicht ausgeschlossen werden kann. In einer Abschlussarbeit sollen verschiedene Verfahren zur Lichtbogendetektion erarbeitet und verglichen werden. Hierbei muss zunächst ein grundlegendes Modellverständnis für Lichtbögen im 48 V Kfz-Bordnetz
aufgebaut werden. Danach können in verschiedenen Bordnetzstrukturen Lichtbögen auf ihre Detektierbarkeit und auf ihre potentiellen Auswirkungen hin untersucht werden. Als Arbeitsergebnis sollten Rahmenbedingungen für eine robuste Überwachung aufgezeigt und die Verfahren hinsichtlich verschiedener Zielkriterien bewertet werden.

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